7.1 : Potencia instantánea

La potencia instantánea es importante en los circuitos eléctricos, principalmente cuando se trata de entradas sinusoidales. La potencia instantánea, denotada como p(t), resulta de la multiplicación del voltaje instantáneo (v(t)) a través de un elemento y la corriente instantánea (i(t)) que fluye a través de él. Esta relación sigue la convención de signos pasivos y representa un principio fundamental en ingeniería eléctrica.

Al examinar la potencia instantánea, se puede expresar como una combinación de dos términos distintos. El primer término, que permanece constante, depende de la diferencia de fase entre voltaje y corriente. El segundo término, caracterizado por una oscilación sinusoidal, exhibe una frecuencia dos veces mayor que la del voltaje o la corriente.

En los circuitos que abarcan elementos de resistencia y reactancia, la potencia instantánea es dinámica y oscila entre valores positivos y negativos. En los casos de circuitos puramente resistivos, donde el voltaje y la corriente están perfectamente en fase, la potencia instantánea se disipa consistentemente de manera positiva.

Por el contrario, en circuitos dominados por componentes inductivos y capacitivos, el cambio de fase entre voltaje y corriente conduce a fluctuaciones intermitentes en la potencia instantánea entre valores positivos y negativos. Este fenómeno se puede atribuir al almacenamiento y liberación cíclico de energía por parte de inductores y condensadores a medida que la corriente atraviesa los primeros y aparece voltaje a través de los segundos. Durante la fase de liberación de energía, estos elementos reactivos actúan como fuentes de energía, suministrando energía de manera efectiva al circuito, lo que resulta en la manifestación de potencia instantánea negativa. Esta intrincada interacción de voltaje, corriente y dinámica de potencia subraya los principios fundamentales que gobiernan los circuitos eléctricos. La comprensión de estos principios es fundamental para la gestión eficiente de la energía y el diseño de sistemas eléctricos.